智能溫室控制器開發(fā)及算法研究.pdf

1、東南大學碩士研究生論文 摘 要丫 3 8 8 7 1 2 摘 要一 冬 文 結(jié) 合 江 心 洲 溫 室 建 設(shè) 二 期 工 程 ， 完 成 了 智 能 溫 室 控 制 器 的 開 發(fā) 與 調(diào) 試 ， 并 初 步 研究了 模糊控 制算 法在 其中的 應(yīng)用。 智能 溫室 控制器開發(fā)的 主要目 的 是對 溫室 進行智能 管理，并 架 構(gòu) 一 個 分 布 式( D C S ) 溫 室 群 控 制 系 統(tǒng) 丫本文介 紹了 智能 控制器的開發(fā)過程，

2、 包括方 案設(shè)計、系 統(tǒng)硬件構(gòu)成、軟 件編程、 現(xiàn)場調(diào) 試和抗干 擾措施。 論文為分布式智能 控制器制定了 一 套基于 R S - 4 8 5的 通信 規(guī)約， 使系統(tǒng)具有良 好的 擴展性; 控制器采用液晶 顯 示屏， 并 通過 編程實 現(xiàn)了 友 好人機交 互;單 片機編 程采用了 消息驅(qū)動思想， 程序結(jié)構(gòu)化好， 易于 維護和功能 擴展; 軟硬件采用了 多種 抗干擾措施，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。本文基于 模糊控制原理， 提出了 專家 經(jīng)驗方式下

3、的 模糊控制器模型，對 溫室這樣一個多 變量模糊控制系統(tǒng)及其解禍進行了 初步研究并提出了 展望，有待進一步的完善和改進。關(guān) 鍵 詞: 智能 溫室 模糊控制 單片 機 液晶 抗 干擾 分 布式系統(tǒng)r東南大學碩士研究生論文 第一章 緒論第一章 緒 論1 . 1 課 題背 景我國 是 一個農(nóng)業(yè)大國， 農(nóng)業(yè)是國民 經(jīng)濟的 基礎(chǔ)， 大力發(fā) 展農(nóng)業(yè)科技有其 重要性 和必要性， 這是由 我國目 前的國 情決定的。 設(shè)施 農(nóng)業(yè)是農(nóng) 業(yè)科 技中 新興的

4、跨學科研究領(lǐng)域之一，它借助現(xiàn)代 化設(shè) 施和 科學技術(shù)，改 善作物生長 環(huán) 境或營 造人工 環(huán)境， 改善作 物品 質(zhì)， 提高 產(chǎn)量， 具有 十分 重要的 理論意 義和研究 價值。改 革開 放以 來， 我國以 塑料薄 膜視蓋、 滴噴 灌溉和機械化 養(yǎng)殖為 主的設(shè) 施農(nóng)業(yè)得到了 長足的 發(fā)展， 顯著 提高了 我國 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力 水平， 極大 地改善了 農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng) 濟結(jié)構(gòu)， 對于我國糧食增產(chǎn)、農(nóng)民 增收、 農(nóng)業(yè)增效乃至國民 經(jīng)濟的快速穩(wěn)定發(fā)展都

5、起到了非常積極的作用。 近2 0 年來， 全國肉 、蛋、 奶、 水 產(chǎn)品、 蔬 菜、 水果 六大 類 產(chǎn)品的 總 產(chǎn)量 年遞增速 度分 別 為 1 0 . 8 % , 1 3 . 5 % , 7 . 9 % , 1 2 . 4 % , 7 . 2 % , 1 1 . 6 % :肉 、 蛋、 水 產(chǎn) 品 、 蔬 菜 人 均占 有 量 達 到或超過了 世界 平均 水平， 不僅 從根本上 扭轉(zhuǎn)了 供應(yīng)短 缺的 局 面， 而且還初 步

6、做到了品種多 樣、 淡季 不淡， 均衡 供給。但也應(yīng)看到， 我國人口的 基數(shù)大，到 2 0 3 0 年大陸人口 將接近或達到 1 6 億峰值，隨著人民生活水平 ( 生活質(zhì)量和生存環(huán)境) 的提高， 社會對農(nóng)產(chǎn)品的需求量日 益增加， 農(nóng)業(yè)所 承受的 壓力 還將越來越大。 我國 人均農(nóng)業(yè)資源少， 發(fā)展設(shè) 施農(nóng) 業(yè)可以 大大提高 單產(chǎn)產(chǎn) 量，從而 大大 提高 總 產(chǎn)量， 對解決 “ 2 1 1 6 ” 問 題，即2 1 世 紀 1 6 億 人口

7、 的 食 物安 全問 題， 具有相當 重要的 意義。因此， 積極發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)成為各界人十共同 矚目 的一個熱點。設(shè)施農(nóng)業(yè)屬于農(nóng)業(yè)集約化經(jīng)營的范疇。集約化是相對于粗放經(jīng)營而言的。粗放經(jīng)營技術(shù)水平低下，單位面積土地投入較少，主要靠擴大面積增加總產(chǎn)量:集約經(jīng)營，則是以高投入高產(chǎn)出、 抗災(zāi)減災(zāi)為主要特點的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式，以期最大限度地提高單位面積產(chǎn)量和產(chǎn)品的品質(zhì)及效益， 通過提高單產(chǎn)增加總產(chǎn)。集約經(jīng)營又可分為勞動密集型、技術(shù)密集型 和資金 密

8、集型三種類型或 層次。由 勞 動密集 型向 技術(shù) 密集型 和資 金密集型發(fā)展， 是國 家 走向 _ 〔 業(yè) 化的 必由 之路， 設(shè) 施農(nóng)業(yè)的 發(fā) 展也正 符 合我國 農(nóng) 業(yè)自 身發(fā) 展需 要。我國的 耕地占世界 1 / 1 5 ， 近 1 5 億公頃，8 億農(nóng)業(yè)從業(yè)人員，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和消費大國。 但與西 歐、日 本等發(fā) 達國 家相比， 農(nóng)業(yè)設(shè) 施結(jié)構(gòu)簡單 、性能 差， 科技對農(nóng)業(yè)的 貢獻率、資源利用率和勞動產(chǎn)出率均很低，表明我國并非一個農(nóng)

9、業(yè)強國。 但近年來， 我國 經(jīng)濟發(fā)展保 持良 好勢頭， 國 家綜合實力顯著增強， 這為 提高設(shè) 施農(nóng) 業(yè)的 裝備水平 打下了良 好的 經(jīng)濟基礎(chǔ): 農(nóng)業(yè)科技成果層出 不窮，生 產(chǎn)技術(shù)己 取得長 足的 進步， 科技 儲備日 見豐厚; 農(nóng)民 文化 程 度、 勞 動力素 質(zhì)明 顯提高。 我國已 經(jīng)基 本具 備了 設(shè) 施 農(nóng)業(yè)向 高 水平發(fā) 展的 條件。積極著手設(shè) 施農(nóng)業(yè)技術(shù)、 設(shè)備的研制和開發(fā)， 推動設(shè) 施農(nóng) 業(yè)向更高的 集約形式發(fā)展， 有利于

10、 促進國土、 淡水、 氣候 等農(nóng) 業(yè)資 源的高 效 合理利 用， 建立可以 保證 農(nóng)業(yè)持續(xù) 穩(wěn)定發(fā)展的 抗災(zāi)、 減災(zāi) 生產(chǎn)體系， 不斷 提高勞 動、 技術(shù)、 資 金 有機 結(jié)合的 農(nóng)業(yè) 綜合 集約經(jīng) 營程度，增加農(nóng)產(chǎn)品的有效供給，增強農(nóng)產(chǎn)品在國內(nèi) 外市場的競爭力， 滿足社會發(fā)展的需要， 最終 必將對推動我國 的摧個社會主義 現(xiàn)代化 建設(shè)事 業(yè)產(chǎn)生非 常重 大而 深遠的 歷史 意義和 現(xiàn)實意義.1 . 2設(shè) 施農(nóng) 業(yè)概 述I I I1 .

11、 2 . 1 設(shè) 施農(nóng)業(yè)的 定 義 和內(nèi) 容設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) ( E q u i p m e n t A g r i c u l t u r e E A ) 就 是 借 助 現(xiàn) 代 化 設(shè) 施， 改 善 作 物 生長 環(huán) 境 或 營造人 工環(huán)境， 抵御惡劣的氣 候和 環(huán)境條 件， 延長 農(nóng)業(yè) 生 產(chǎn)時間， 利用現(xiàn) 代科學技術(shù)， 使 得 作物品 種品 質(zhì)有了 很大改善， 其生長周期 延長 ， 在良 好的 環(huán)境中 大 幅度 提高 產(chǎn)量。